[發明專利]舵機驅動式肩離斷型上假肢

無效

• 申請號: 201210024499.0
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102525693A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 樊炳輝;袁呈芝;劉寶軍;樊東哲;趙建建;閔鳳
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: A61F2/54
• 分類號: A61F2/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及人體假肢，特別涉及包括肩部有兩個自由度運動關節的肩離斷型上假肢。

背景技術

目前的人體肩離斷型上假肢產品多數屬于裝飾性美容假肢，少量具有部分操作功能。具有操作功能的假肢一般有索控假肢與肌電控制假肢等。索控假肢是靠繩索的機械牽引操作假肢各個關節的動作，肌電控制假肢是靠肌電信號發出的控制指令來操作由電機驅動的假肢各個關節的動作，這類離斷型上假肢一般是由上臂、肘關節、前臂、腕關節和機械手等連接組成。現有的具有操作功能的產品仍然存在以下實際問題：一是上假肢的動作自由度一般都不足4個(包括手部開合動作)，只有極少數的肩離斷型上假肢產品具有能活動的肩關節，而且有活動肩關節的也只有1個肩關節自由度，這樣就嚴重影響到上假肢的靈活性和實用性；二是索控假肢各個關節的活動完全靠機械裝置來驅動，其操作性和各個關節間活動的協調性難以保證；再就是肌電控制的假肢往往采用直流電機與減速器配合的方式來驅動假肢各個關節的運動，而且對關節運動的位置和速度往往不具備實時檢測的功能，這就不利于機器人技術向上假肢技術上的移植；特別是，若要在肩關節處采用具有仿人功能的具有兩個自由度的肩關節形式，直流電機加減速器的結構方式會使得假肢肩部的外形與正常人的肩部外形很不相像，很不自然。

怎樣更靈活地控制肩離斷型上假肢的操作性能？怎樣更好地將機器人技術移植到上假肢技術中來？怎樣使得上假肢的肩部具有更多的自由度又使其結構緊湊？這是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的任務在于解決現有肩離斷型上假肢所存在的上述問題，提供一種舵機驅動式肩離斷型上假肢。

其技術解決方案是：

一種舵機驅動式肩離斷型上假肢，是由肩關節、上臂、肘關節、前臂、腕關節和機械手連接組成；其特征在于：

所述的肩關節、肘關節、前臂的旋轉動作以及腕關節均采用舵機機構；

所述的肩關節是由用于前擺的和外擺的兩個舵機機構組成，兩個舵機機構的輸出法蘭上分別固定有U型架，兩個U型架在同時固定在一個位于肩部的舵機架連接板上，前擺舵機機構再通過它的舵機座固定在假肢支撐架上，外擺舵機機構再通過它的舵機座與上臂頂端連接，從而實現上臂的前擺和外擺動作；

所述的肘關節的舵機機構通過它的舵機座與上臂下端相連接，它的輸出法蘭的兩端固定有U型架，通過該U型架與前臂的舵機機構連接，從而實現前臂的擺動動作；

所述的前臂的舵機機構通過一個L型座連接在肘關節的U型架上，L型座的底端設有前臂支撐架，前臂支撐架上裝配有自潤滑軸套，前臂的上端穿過自潤滑軸套再連接在它的舵機機構的輸出軸上，從而實現前臂的左右轉動動作；

所述的腕關節的舵機機構通過它的舵機座固定在前臂下端，該舵機機構的舵機輸出法蘭的兩端固定有U型架，該U型架再與機械手連接，從而實現腕部關節的擺動動作；

上述的所有舵機機構是具有位置反饋、速度反饋，溫度反饋功能的舵機機構。

本發明具有以下有益技術效果：

本發明由于采用了舵機機構，輕便靈活，操作方便，可以將肩離斷型上假肢的運動自由度數量增加，方便將機器人技術移植到上假肢技術中來，尤其是使得肩離斷型上假肢的肩部具有仿人功能的兩個自由度結構，而且體積緊湊，易使得上假肢的外形自然，能更好地滿足佩戴者的使用要求。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步說明：

圖1為本發明一種實施方式的整體結構示意圖。

圖2為圖1的左視圖。

圖3為圖1的A向結構圖。

圖4為圖1的B-B剖視圖。

圖5為圖1的C-C剖視圖。

圖6為上述實施方式的D-D剖視圖。

圖7為圖1的E向結構圖。

圖8為圖1的F-F剖視圖。

圖例說明：101-肩部舵機架，102-肩關節外擺舵機U型架，103-鎖緊法蘭，104-鎖緊螺母，105-上臂管，106-上臂法蘭，107-肘關節舵機座，108-肘關節舵機，109-肘關節舵機U型架，110-前臂轉動舵機，111-前臂法蘭，112-腕關節舵機座，113-腕關節舵機，114-腕關節舵機U型架，115-機械手，116-肩關節前擺舵機U型架，117-肩關節前擺舵機，118-肩關節前擺舵機座，119-前臂轉動舵機L型座，201-肩關節外擺舵機，202-肩關節外擺舵機座，203-前臂轉動舵機輸出軸，204-彈性聯軸器，205-前臂支撐架，206-自潤滑軸套，207-擋圈，208-前臂管。

具體實施方式